DE10238646B3

DE10238646B3 - Dichte Mixed-in-Place-Wände

Info

Publication number: DE10238646B3
Application number: DE2002138646
Authority: DE
Inventors: André Seidel; Eckart Colmorgen
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2022-08-24

Abstract

Die Erfindung beschreibt besondere Verfahrensschritte zur Herstellung von dichten Wänden im Baugrund, die im Mixed-in-Place-Verfahren hergestellt werden.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von dichten Wänden im Baugrund, die im Mixed-in-Place-Verfahren hergestellt werden.

Vertikale Wände im Baugrund haben unterschiedliche Aufgaben zu erfüllen.

Bei der Herstellung von Baugruben ermöglichen sie den Aushub, in dem sie den umgebenden Boden abstützen. Dabei nehmen die Wände Horizontalkräfte aus dem Erddruck und dem Wasserdruck auf und sie tragen Vertikallasten in den Boden ein. Solche Baugrubenwände erfüllen im Wesentlichen statische Zwecke und verhindern den Zutritt von Grundwasser. Die Ausführung solcher Wände erfolgt üblicherweise als Schlitzwand, tangierende, aufgelöste oder überschnittene Bohrpfahlwand, als Spundwand oder als Spundwand, die in eine Dichtwandsuspension eingestellt ist. In Ausnahmefällen werden die Baugrubenwände auch nach dem Düsenstrahlverfahren hergestellt.

Ein anderer Anwendungsbereich für vertikale Wände im Baugrund ist die reine Abdichtung gegen Wasser und Grundwasser. Solche Wände werden in Dämmen als nachträgliche Abdichtung eingebracht oder sie dienen zur Umschließung von Deponien, um zu verhindern, dass Schadstoffe über das Grundwasser verbreitet werden. Bei diesen Wänden kommt es wenig auf die Festigkeit an, sondern mehr auf die Wasserdichtigkeit und das Verformungsverhalten. Solche reine Abdichtungswände können beispielsweise nach dem Schmalwandverfahren hergestellt werden. Dazu werden spezielle Bohlen in den Boden eingerüttelt, der anstehende Boden verdrängt und beim Zurückziehen dieser Bohlen wird der entstandene Hohlraum mit einer selbsterhärtenden Suspension aufgefüllt. Abdichtungswände mit größerer Wandstärke werden nach diversen Dichtwandverfahren hergestellt. Dabei wird der Boden mit Greifern oder Fräsen entfernt und der Schlitz mit Einphasen-Dichtwandsuspensionen oder Erdbeton verfüllt. Neben diesen verbreiteten Verfahren zur Herstellung von Dichtwänden und statisch wirksamen Wänden im Baugrund gibt es weitere Methoden, bei denen der Boden im Bereich der Wand nicht gefördert wird, sondern an Ort und Stelle durch Zugabe einer selbsterhärtenden Bindemittelsuspension zu einem Bodenmörtel aufbereitet wird. Diese Technik ist u. A. unter dem Begriff Mixed-in- Place bekannt. Bei diesem Verfahren werden mehrere im Wesentlichen stangenförmige Rühr- oder Mischwerkzeuge verwendet.

In der DE 4219150 C1 ist beispielhaft so ein Verfahren beschrieben, bei dem die Mischwerkzeuge in Form von Bohrschnecken ausgebildet sind. Das Patent beschreibt eine Vorrichtung, bei der drei stangenförmige Mischwerkzeuge in Form von Bohrschnecken nebeneinander angeordnet sind. Diese Vorrichtung wird in den Boden abgeteuft und dabei werden die einzelnen Mischwerkzeuge in unterschiedlichen Richtungen gedreht und die Vorrichtung auf- und abbewegt. Gleichzeitig wird eine selbsterhärtende Suspension über das Seelenrohr der Mischwerkzeuge zugegeben und an Ort und Stelle ein Bodenmörtel hergestellt. Dieser Mörtel besteht zum Beispiel aus Boden, Wasser, Zement und gegebenenfalls Bentonit.

Neben Mischwerkzeugen, die aus durchgehenden Schnecken oder einzelnen Schneckenstücken bestehen, gibt es auch Systeme, bei denen an drehbaren Stangen einzelne Flügel befestigt sind. In 3 ist beispielhaft eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik des Mixed-in-Place-Verfahrens dargestellt, welche unterschiedliche Ausführungsarten von Mischwerkzeugen aufweist. So sind Ausführungen bekannt, bei denen sich kurze Schneckenstücke mit einzelnen Flügeln oder Paddeln abwechseln. Bevorzugt werden mehrere Einzelmischwerkzeuge 71,72 nebeneinander angeordnet. Im Grundriss entsteht so ein längliches Element, welches von den einzelnen Mischwerkzeugen bestrichen wird. Die Einzelmischwerkzeuge sind mindestens so lang wie die Wandtiefe. Die Drehachse der Mischwerkzeuge 71,72 besteht aus einem Seelenrohr 31, an dem unterschiedliche Mischeinrichtungen befestigt sind. Dies können Flügel und Paddel 32 oder abwechselnd Schneckenstücke 33 sein, die über die Länge des Seelenrohres 31 unterschiedlich angeordnet sind. Die Flügel können dabei unterschiedliche Formen, Größen, Abstände und Flächenneigungen aufweisen.

Die einzelnen Mischwerkzeuge 71, 72 werden entweder über Getriebe 37 angetrieben oder über einzeln betätigbare Antriebsmotoren 36. Beim Einzelantrieb gibt es deutlich mehr Variationen im Mischverfahren. Jedes einzelne Rührwerkzeug kann in der Drehrichtung und der Drehzahl variiert werden und beliebig an- und ausgeschaltet werden. Am erdseitigen Ende der einzelnen Mischwerkzeuge befinden sich Bohrwerkzeuge 34, die ein leichteres Eindringen in den Boden bewirken. Um der Mixed-in-Place-Vorrichtung eine höhere Stabilität zu verleihen, sind die Mischwerkzeuge untereinander mit Führungen 35 verbunden. Die selbsterhärtende Suspension wird über Spülköpfe 39 und über das Seelenrohr 31 eingebracht und tritt über Öffnungen 38 am erdseitigen Ende eines oder mehrerer Mischwerkzeuge aus. Die Vorrichtung mit mehreren Einzelmischwerkzeugen wird am Turm oder Mäkler eines Bohrgerätes befestigt und über diesen Mäkler erfolgt das Auf- und Abbewegen der Vorrichtung.

4 zeigt eine Ausführung nach dem Stand der Technik, bei der die einzelnen Mischwerkzeuge so beabstandet sind, dass sich die Wirkbereiche der Mischwerkzeuge tangieren. Für die Oberfläche der einzelnen Lamellen hat dies zur Folge, dass die Lamellen zwischen den Einzelwerkzeugen Einschnürungen und somit eine geringere Dicke aufweisen. In 5 ist der Abstand zwischen den Einzelwerkzeugen geringer gewählt als der Durchmesser des Wirkbereiches der Mischflügel. In diesem Fall greifen die Mischflügel ineinander ein und die Einschnürungen werden geringer. Die gesamte Dicke der Lamelle wird auf diese Weise gleichmäßiger. Die Grundrisslänge 16 der einzelnen Lamellen ist abhängig vom Durchmesser, von der Anzahl und Anordnung der einzelnen Mischwerkzeuge. Zur Herstellung von dichten, längeren Wänden kommen bevorzugterweise Vorrichtungen mit drei und mehr Einzelmischwerkzeugen zum Einsatz.

Zur Herstellung von vertikalen Dichtwänden nach dem Mixed-in-Place-Verfahren werden einzelne Lamellen aneinander gereiht. Bevorzugterweise werden diese einzelnen Lamellen aus Bodenmörtel, weich in weich aneinander gereiht, d. h. der Bodenmörtel, der vorher hergestellten Lamelle ist noch nicht erhärtet. Dies ist notwendig, da die Mixed-in-Place-Vorrichtung mit ihren einzelnen stangenförmigen Mischvorrichtungen aufgrund ihrer Konstruktion wenig geeignet ist, in den harten Bodenmörtel einzuschneiden. Die länglichen Mischwerkzeuge mit ihren verhältnismäßig geringen Durchmessern weisen dazu eine zu geringe Stabilität auf.

Möchte man nun in einer kontinuierlichen Herstellungsweise einzelne Bodenmörtellamellen aneinander reihen, so haben Erfahrungen ergeben, dass dabei erhebliche Qualitätsprobleme des Bodenmörtels auftreten. Beim Freilegen der Wand nach Er härtung des Bodenmörtels hat sich gezeigt, dass es innerhalb der Wand zu Bodeneinschlüssen kommt, welche sich über die gesamte Wanddicke erstrecken und dass in diesen Bodeneinschlüssen kein oder zu wenig selbsterhärtendes Bindemittel anzutreffen ist. Da diese Wände nach dem Mixed-in-Place-Verfahren bevorzugt zur Abdichtung gegen anstehendes Grundwasser eingesetzt werden, hat dies zur Folge, dass an diesen Fehlstellen nach dem Freilegen verstärkt Wasser aus der Wand austritt und im schlimmsten Fall werden diese Stellen mit den Bodeneinschlüssen ausgespült und der dahinter anstehende Boden tritt durch diese Öffnungen in der Wand aus. Die unregelmäßige Form der Fehlstellen und die nicht zu vorherzusagende Lage der Fehlstellen führen zu erheblichem Sanierungsaufwand, der soweit gehen kann, dass die Baugrube erneut verfüllt werden muss und teure Sanierungstechniken wie das Düsenstrahlverfahren zum Einsatz kommen. Dies führt zu erheblichen Mehrkosten und einer Bauzeitverlängerung.

Neben den Bodeneinschlüssen besteht eine weitere Schwierigkeit darin, dass die einzelnen Mörtellamellen von der Vertikalität abweichen. Sie liegen nicht mehr in einer gemeinsamen vertikalen Wandebene, sondern weichen entweder in Richtung Baugrube oder in Richtung dahinterliegendem Baugrund ab. Bei tieferen Lamellen entsteht dabei ein sich nach unten öffnender Spalt, durch den nach dem Aushub Wasser und Boden in die Baugrube eindringen kann.

Ähnliche Gefahr besteht bei Neigungsänderungen einzelner Lamellen innerhalb der Wandebene. Dabei ist die Berührung oder Überlappung auf voller Lamellentiefe nicht mehr sichergestellt und es ergeben sich ebenfalls Lücken, in denen kein Bodenmörtel durch die Mischwerkzeuge hergestellt wird.

Wird zur Vermeidung von Bodeneinschlüssen eine größere Überlappung der frisch in frisch hergestellten Lamellen gewählt, so führt dies nicht unbedingt zum Erfolg. Versuche haben gezeigt, dass beim Abteufen der Mischwerkzeuge Boden in die frisch hergestellte Lamelle gedrückt wird. In 6 ist dieser Effekt im Grundriss und Schnitt dargestellt. In diesem Beispiel erfolgt die Herstellung der Wand von links nach rechts.

Unter dem Eigengewicht der Mixed-in-Place-Vorrichtung mit den einzelnen Mischwerkzeugen wird der Boden aus den Bereichen unterhalb des Bohrwerkzeuges der einzelnen Mischwerkzeuge in den weichen Mörtel der zuvor hergestellten Lamelle gedrückt. Versucht man diese Effekte durch Ausführung eines Pilgerschritts wie in 7 dargestellt auszuschließen, so führt dies, wie in Versuchen festgestellt, nur zu einer geringfügigen Verbesserung. Jetzt ist zwar jede zweite Mörtellamelle frei von Einschlüssen, aber es wird weiterhin noch aus Bereichen unterhalb der Mischvorrichtung Boden in die frischen Lamellen gedrückt.

Neben den Inhomogenitäten innerhalb der frisch in frisch hergestellten Wand aus Bodenmörtel treten weitere Fehlstellen auf, wenn am nächsten Arbeitstag an einer Arbeitsfuge die Wandherstellung fortgesetzt werden soll. Der Bodenmörtel ist bereits abgebunden und hat eine nicht unerhebliche Druckfestigkeit. Um einen dichten Anschluss mit der fertigen Wand zu erreichen, wird versucht, zumindest mit dem außenliegenden Mischwerkzeug in die schon harte Lamelle einzuschneiden. Durch die leichte Konstruktion der einzelnen Mischwerkzeuge und die weiche Verbindung der einzelnen Mischwerkzeuge untereinander ist aber bei tieferen Wänden nicht sicherzustellen, dass das einschneidende Mischwerkzeug bis zur Endtiefe innerhalb der bereits erhärteten Lamelle bleibt. Ohne dass es von der Oberfläche aus zu erkennen ist, weicht die Mixed-in-Place-Vorrichtung in Richtung des noch nicht bearbeiteten Bodens ab. Es bildet sich eine keilförmige Fuge zwischen der bereits erhärteten Lamelle und der frisch hergestellten Lamelle aus. In dieser keilförmigen Fuge fehlt dem anstehenden und in der Regel wasserdurchlässigen Boden das abdichtende und selbsterhärtende Bindemittel.

Ähnliche Probleme mit der Dichtigkeiten treten auf, wenn Baugrubenecken mit dem Mixed-in-Place-Verfahren ausgeführt werden. Auch hier ist mit erheblichen Abweichungen der Mischvorrichtung zu rechnen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die Herstellung einer homogenen Wand ohne Bodeneinschlüsse nach dem Mixed-in-Place-Verfahren zu ermöglichen. Weiter soll ein dichter Lamellenanschluss im Eckbereich von zwei Wänden erreicht werden sowie ein dichter Anschluss an eine bereits erhärtete Arbeitsfuge sichergestellt werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend den Patentansprüchen und wird an den 1 – 9 erläutert.
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1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Lamellenstichplanes im Grundriss für die beispielhafte Ausführung in einem abgewandelten Pilgerschrittverfahren für die Herstellung von Wänden nach dem Mixed-in-Place-Verfahren. Die Nummerierung 1. – 9. in den Stichen zeigt die Reihenfolge der Herstellung. Die Länge 16 einer Einzellamelle ist von der Anzahl und Anordnung der einzelnen Mischwerkzeuge einer Mixed-in-Place-Vorrichtung bestimmt. Das Beispiel wird mit einer Mixed-in-Place-Vorrichtung ausgeführt, bei der gleichzeitig drei Einzelmischwerkzeuge abgeteuft werden.
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2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Lamellenstichplanes für die beispielhafte Ausführung einer Mixed-in-Place-Wand nach einem abgewandelten Läuferverfahren.
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3 zeigt systematische Darstellung einer Mixed-in-Place-Vorrichtung. Sie besteht im Beispiel aus drei Mischwerkzeugen, die mit unterschiedlichen Werkzeugen bestückt sind.
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4 zeigt im Grundriss eine tangierende Anordnung der einzelnen Mischwerkzeuge einer Mixed-in-Place-Vorrichtung.
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5 zeigt im Grundriss eine überlappende Anordnung einzelner Mischwerkzeuge nach dem Mixed-in-Place-Verfahren.
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6 und 7 zeigen Beispiele für die Entstehung von Fehlstellen in Mixed-in-Place-Lamellen.
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8 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für den dichten Anschluss einer frisch hergestellten Lamelle an eine bereits erhärtete Wand aus Bodenmörtel nach dem Mixed-in-Place-Verfahren.
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9 zeigt eine erfindungsgemäße wasserdichte Eckverbindung zwischen zwei Wänden aus Bodenmörtel, die nach dem Mixed-in-Place-Verfahren hergestellt werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine dichte und homogene Wand aus Bodenmörtel nach dem Mixed-in-Place-Verfahren mit folgenden Arbeitsschrittfolgen hergestellt:
In 1 zeigt die Zeile A den Grundriss der Wand mit jeweils den Mittelpunkten der einzelnen erfindungsgemäßen Lamellen. In den Zeilen A1 bis A4 sind zur Verdeutlichung die einzelnen Arbeitsschritte untereinander dargestellt. Zur Verdeutlichung der Reihenfolge sind die einzelnen Lamellen mit 1. bis 9. bezeichnet.
In einer pilgerschrittartigen Weise werden zunächst mindestens zwei Primärlamellen 10,15,25,n auf volle Tiefe durch Abteufen einer Mixed-in-Place-Vorrichtung in den Boden hergestellt. Die Mixed-in-Place-Vorrichtung steht dabei aus mehreren nebeneinander angeordneten Mischwerkzeugen 71, die aus dem anstehenden Boden durch Zugabe einer selbsterhärtenden Bindemittelsuspension einen Bodenmörtel machen. Die Mischwerkzeuge werden dazu gedreht sowie auf- und abbewegt. Die Einzellamellenlänge 16 im Grundriss ist dabei abhängig von der Anzahl und der Anordnung und dem Durchmesser der einzelnen Mischwerkzeuge 71. Die Primärlamellen 10,15,25,n sind so beabstandet, dass sich dazwischen lichte Abstände 13 ergeben. Diese Abstände 13 sind kleiner oder höchstens gleich der Einzellamellenlänge 16. Ein bevorzugter Abstand 13 ergibt sich aus Lamellenlänge 16 minus Mischwerkzeugdurchmesser.
In einer zweiten Arbeitsschrittfolge werden mit der gleichen Mixed-in-Place-Vorrichtung Sekundärlamellen 20,21,m auf voller Tiefe hergestellt. Durch die bevor zugten Abstände 13 ist sichergestellt, dass etwa ein halber Mischwerkzeugdurchmesser in die noch frischen Primärlamellen eintaucht. In den Sekundärlamellen wird auf die gleiche Weise wie in den Primärlamellen ein Bodenmörtel durch Zugabe einer selbsterhärtenden Bindemittelsuspension hergestellt. Nach der Herstellung der Sekundärlamellen können sich in den Überschneidungsbereichen 11,12 und in der unmittelbaren Nähe dieser Überschneidungsbereiche noch ungemischte Bodeneinschlüsse befinden. Die Größe der Überschneidungsbereiche 11,12 ergibt sich aus der Lamellenlänge 16 und dem gewählten lichten Abstand 13. Geht der Abstand 13 gegen Null bzw. wird er sehr klein gewählt, so hat dies unterschiedliche Konsequenzen. Einmal lassen sich diese Sekundärlamellen nicht vertikal herstellen, sondern sie wandern schräg in die schon mit Bodenmörtel gefüllten Lamellen. Dies kommt daher, dass sich an den Längsrändern der neu herzustellenden Mörtellamelle unterschiedlich große Haltekräfte ergeben. Auf der einen Seite des Werkzeuges wirkt der Erddruck und auf der anderen Seite der Lamelle steht der weiche Bodenmörtel an.
Versuche haben ergeben, dass sich hinsichtlich der Lamellenvertikalität und der Minimierung des Bodeneintrags in die bereits hergestellten Lamellen Abstände 13 zwischen den Primärlamellen als besonders geeignet erwiesen haben, die zwischen einem Drittel und Zweidrittel der Lamellenlänge 16 liegen.
Nach Ausführung der Sekundärlamellen werden in einer weiteren Schrittfolge Homogenisierungslamellen 30,40,k ausgeführt, wozu die Mixed-in-Place-Vorrichtung mit den einzelnen Mischwerkzeugen auf die gleiche Tiefe abgeteuft wird wie die Primär- und Sekundärlamellen. Die Homogenisierungslamellen werden so angeordnet, dass sie im Grundriss über den Überschneidungsbereichen 11,12 zu liegen kommen.
Bei der Ausführung dieser Homogenisierungslamellen 30,40,50,k wird der Bodenmörtel erneut aufgemischt und Versuche haben gezeigt, dass Bodeneinschlüsse auf diese Weise vollständig in den anstehenden Bodenmörtel eingearbeitet werden und nicht mehr weiter zur Seite verdrängt werden.
Eine bevorzugte Lage der Homogenisierungslamellen ist gegeben, wenn sich die Überschneidungsbereiche 11,12 beim Abteufen einer Mixed-in-Place-Vorrichtung mit drei Mischwerkzeugen in einem Bereich befinden, der zwischen den Drehachsen der äußeren Mischwerkzeuge 71,72 liegt. In diesem Bereich befindet eine besonders intensive Durchmischung statt. Eine genaue mittige Ausführung der Homogenisierungslamellen über den überschnittenen Bereichen 11,12 bringt keine wesentlichen Vorteile und ist folge dessen nicht verfahrensrelevant.
Während der Ausführung der Homogenisierungslamellen werden die einzelnen Mischwerke gedreht sowie auf- und abbewegt. Ein Wechsel der Drehrichtung der einzelnen Werkzeuge und auch ein wechselnder Betrieb einzelner Mischwerkzeuge können sich positiv auf die Homogenisierung des Bodenmörtels auswirken. Während der Ausführung der Homogenisierungslamellen hat sich gezeigt, dass es zweckmäßig ist, wenn sich wenigstens ein Mischwerkzeug beim Abteufen dreht. Ein Abteufen der Mixed-in-Place-Vorrichtung ohne Drehen der Mischwerkzeuge hat sich als nachteilig erwiesen.
Je nach Festigkeitsanforderungen an den Bodenmörtel oder die Konsistenz des Bodenmörtels kann während des Homogenisierungsvorgangs zusätzliche selbsterhärtende Bindemittelsuspension zugegeben werden. In einigen Anwendungsfällen ist es ausreichend, ohne weitere Suspensionszugabe nur zu mischen und zu homogenisieren.
In 2 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren gezeigt, bei dem die Wand aus Bodenmörtel nach dem Mixed-in-Place-Verfahren mit einem Läufer-Verfahren hergestellt wird.
Zeile B zeigt den Grundriss einer Wandscheibe, wobei alle Arbeitsgänge in eine Zeichnung eingetragen sind. In den Zeilen B1 bis B6 sind die einzelnen Arbeitsschritte zur Verdeutlichung noch einmal untereinander aufgetragen. Die Zahlen 1. – 6. zeigen eine beispielhafte Herstellreihenfolge.
In einem ersten Arbeitsschritt wird die Primärlamelle 10 bis auf Endtiefe hergestellt und der anstehende Boden unter Zugabe einer selbsterhärtenden Suspension gemischt. Anschließend wird die Sekundärlamelle 20 ebenso bis auf Wandendtiefe hergestellt und unter Zugabe von selbsterhärtender Suspension wird der Boden zu einem Bodenmörtel gemischt. Die Sekundärlamelle ist dabei ist so angeordnet, dass sich ein Überlappungsbereich 11 gegenüber der Primärlamelle ergibt. In einem weiteren Arbeitsschritt wird die Mixed-in-Place-Vorrichtung zur Herstellung einer Homogenisierungslamelle 30 abgeteuft und sie ist dabei so angeordnet, dass der Überlappungsbereich 11 von der Homogenisierungslamelle 30 überstrichen wird. Im weiteren Verlauf der Wandherstellung werden dann abwechselnd Sekundärlamellen und Homogenisierungslamellen ausgeführt.
Während des Mischvorgangs der Homogenisierungslamelle kann beim Mischvorgang weitere selbsterhärtende Suspension zugegeben oder nur ein Mischvorgang durchgeführt werden. Als Überlappungsbereich 11 wird bevorzugterweise mindestens der halbe Schneckendurchmesser eines Einzelmischwerkzeuges gewählt. Bei weniger Überlappung der Einzellamellen hat sich gezeigt, dass sich die Sekundärlamellen insbesondere bei tieferen Wänden aus der geplanten Wandebene herausdrehen und folglich keine ebene und gleichmäßige Wandoberfläche entsteht. Versuche haben gezeigt, dass tangierende oder nur wenig beabstandete Sekundärlamellen dazu führen, dass erhebliche Anteile am Boden in die vorher hergestellte Lamelle gelangen und dieser Boden anschließend in nur einem Homogenisierungsschritt nicht mehr sicher eingemischt werden kann.
Kommt eine Mixed-in-Place-Vorrichtung zum Einsatz, die aus mindestens drei drehenden Mischwerkzeugen besteht, so wird die Homogenisierungslamelle 30 bevorzugt so angeordnet, dass sich der Überlappungsbereich 11 zwischen den Drehachsen der beiden äußeren Mischwerkzeuge 71,72 befindet. Auf diese Weise wird eine sehr gute und gleichmäßige Durchmischung erreicht. Während der Ausführung der Homogenisierungslamellen kann entweder nur gemischt werden oder auch zusätzlich selbsterhärtende Suspension zugegeben werden.
Aufgrund von Baustellenrandbedingungen muss auch bei Mixed-in-Place-Verfahren mit Arbeitsunterbrechungen gerechnet werden. Je nach Anforderungen an den Bodenmörtel kann dieser Bodenmörtel am Ende des Arbeitstages oder nach Verstreichen des Wochenendes erhebliche Druckfestigkeiten erreichen. Gleiches gilt auch, wenn eine Baugrubenwand geschlossen werden muss. Dazu muss eine möglicherweise schon mehrere Wochen alte Lamelle mit einer frischen Lamelle dicht verbundne werden. Aufgrund der verhältnismäßig weichen Konstruktion von Mixed-in-Place- Vorrichtungen ergeben sich beim Einschneiden in harten Bodenmörtel die bereits aufgezeigten Anschlussprobleme.
Die Erfindung löst diese Schwierigkeiten, welche beim Mixed-in-Place-Verfahren beim Anschluss an harte Bodenmörtellamellen auftreten, durch eine besondere Ausgestaltung von Tages- oder Wochenendarbeitsfugen oder durch besondere Eckausbildung von Wänden aus Bodenmörtel.
Die erfindungsgemäße Lösung wird an 8 und 9 erläutert. Ist eine Arbeitsunterbrechung in der Wandebene vorgesehen, so wird die letzte Lamelle 63 des Arbeitstages nicht in der Wandebene ausgeführt, sondern unter einem Winkel α im Grundriss aus der Wandebene 65 herausgeschwenkt. Dieser Winkel α liegt bevorzugterweise zwischen 30° und 90°. Am nächsten Arbeitstag wird die Fortsetzung der Wand mit einer Lamelle 62 durchgeführt, die im Grundriss unter einem Winkel β zur Wandebene 65 gerichtet ist. Dabei ist es zweckmäßig, dass sowohl die Lamelle 63 als auch die Lamelle 62 in die gleiche Wandrichtung weisen. Um die Aushubarbeiten möglichst wenig zu behindern, ist es zweckmäßig, dass die ausgeschwenkten Lamellen nicht in die Baugrube weisen. Der Winkel β liegt bevorzugterweise zwischen 30° und 90°.
Bei Verwendung einer Mixed-in-Place-Vorrichtung mit drei oder mehr Mischwerkzeugen wird die Lage für die Lamelle 62 so gewählt, dass der schraffiert dargestellte Überschneidungsbereich 64 zwischen den Drehachsen der äußeren Mischwerkzeuge 71,72 zu liegen kommt. Versuche haben gezeigt, dass auf diese Weise die Mixed-in-Place-Vorrichtung weitgehend richtungstreu in der bereits erhärteten Lamelle 63 geführt wird. Die neu hergestellte Lamelle bleibt senkrecht und läuft nicht aus der erhärteten Lamelle heraus. Die ausgebohrten und zerkleinerten Bodenmörtelteile werden durch Zugabe von weiterer selbsterhärtender Suspension zu einem neuen Bodenmörtel gemischt.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Eckanschlusses zwischen zwei Mixed-in-Place-Wänden ist in 9 dargestellt. Diese Ausführungsform kann sowohl bei Verbindung von zwei noch weichen Wänden nach dem Mixed-in-Place-Verfahren zum Einsatz als auch beim Anschluss einer neuen Wand an eine bereits erhärtete Wand. Dabei wird die frisch hergestellte Lamelle 69 so angeordnet, dass der schraffiert dargestellte Überschneidungsbereich 64 zwischen den Drehachsen der beiden äußeren Mischwerkzeuge 71,72 zu liegen kommt. Weiter ist empfehlenswert, dass die erhärtete Lamelle 66 um ein Maß 68 über den Überschneidungsbereich 64 hinausragt. Auf diese Weise ist die Mixed-in-Place-Vorrichtung mit den einzelnen Mischwerkzeugen besser geführt. Damit die erhärteten Mörtellamellen leichter zu durchbohren sind, empfiehlt es sich, die Anfänger der einzelnen Mischwerkzeuge mit scharfen Bohrzähnen auszustatten.

Claims

Verfahren zur Herstellung von wasserdichten, vertikalen Wänden im Baugrund, die aus aneinander gereihten Einzellamellen bestehen, wobei die Lamellen dadurch hergestellt werden, dass gleichzeitig mehrere, nebeneinander angeordnete, im Wesentlichen stangenförmige Einzelmischwerkzeuge, die um vertikale Drehachsen rotieren, in den Boden abgeteuft werden, wobei im Boden aus dem anstehenden Boden unter Zugabe einer selbsterhärtenden Bindemittelsuspension während des Abteufens und/oder beim Zurückziehen in der Lamelle ein Bodenmörtel hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass in einer ersten Arbeitsschrittfolge mindestens zwei Primärlamellen (10,15,n) aus Bodenmörtel durch Abteufen von rotierenden Mischwerkzeugen und unter Zugabe von selbsterhärtender Suspension bis auf eine endgültige Wandtiefe hergestellt werden, welche lichte Abstände (13) zueinander besitzen, die kleiner oder gleich groß sind wie die Einzellamellenlänge (16), welche bestimmt ist aus der Anzahl, dem Durchmesser und der Anordnung der Einzelmischwerkzeuge, – und dass in einer zweiten Arbeitsschrittfolge im Bodenbereich der lichten Abstände (13) zwischen den noch nicht erhärteten Primärlamellen (10,15,n) durch Abteufen der gleichen rotierenden Mischwerkzeuge, und unter Zugabe von selbsterhärtender Suspension ein oder mehrere Sekundärlamellen (20,21,m) aus Bodenmörtel auf endgültige Tiefe hergestellt werden, die Überschneidbereiche (11, 12) oder Berührung mit den Primärlamellen aufweisen – und dass in einer weiteren Arbeitsschrittfolge mit den gleichen rotierenden Mischwerkzeugen Homogenisierungslamellen (30,40,k) zwischen den Primär- und Sekundärlamellen abgeteuft werden, die so angeordnet sind, dass die noch nicht erhärteten Überschneidungsbereiche (11, 12) innerhalb der Einzellamellenlängen (16) der Homogenisierungslamellen liegen, – und dass dabei ohne oder mit zumindest zeitweiser Zugabe von weiterer selbsterhärtender Suspension, mindestens die Sekundärüberschneidungsbereiche (11, 12) gemischt und homogenisiert werden, – und dass bei der Ausführung der Homogenisierungslamellen mindestens eines der Einzelmischwerkzeuge gedreht wird.
Verfahren zur Herstellung von wasserdichten, vertikalen Wänden im Baugrund, die aus aneinander gereihten Einzellamellen bestehen, wobei die Lamellen dadurch hergestellt werden, dass gleichzeitig mehrere, nebeneinander angeordnete, im Wesentlichen stangenförmige Einzelmischwerkzeuge, die um vertikale Drehachsen rotieren, in den Boden abgeteuft werden, wobei im Boden aus dem anstehenden Boden unter Zugabe einer selbsterhärtenden Bindemittelsuspension während des Abteufens und/oder beim Zurückziehen in der Lamelle ein Bodenmörtel hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass zu Beginn eines neuen Wandabschnittes eine Primärlamelle (10) aus Bodenmörtel durch Abteufen von rotierenden Mischwerkzeugen und unter Zugabe von selbsterhärtender Suspension bis auf eine endgültige Wandtiefe hergestellt wird, – und dass in einer zweiten Arbeitsschrittfolge durch Abteufen der gleichen, rotierenden Mischwerkzeuge und unter Zugabe von selbsterhärtender Suspension eine oder mehrere Sekundärlamellen (20) aus Bodenmörtel auf endgültige Tiefe hergestellt werden, welche mit der vorher hergestellten Primärlamelle (10) Überschneidungsbereiche (11) aufweisen, – und dass in weiteren Schrittfolgen Homogenisierungslamellen (30) durch Abteufen der gleichen, rotierenden Mischwerkzeuge hergestellt werden, die so angeordnet sind, dass die Überschneidungsbereiche (11) innerhalb der Einzellamellenlänge (16) der Homogenisierungslamellen liegen, – und dass dabei ohne oder mit zumindest zeitweiser Zugabe von weiterer selbsterhärtender Suspension, mindestens die Überschneidungsbereiche (11) gemischt und homogenisiert werden, – und dass bei der Ausführung der Homogenisierungslamellen mindestens eines der Einzelmischwerkzeuge gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lichten Abstände (13) ein Maß besitzen, welches kleiner oder gleich ist als die Einzellamellenlänge (16) minus dem Durchmesser des Einzelmischwerkzeuges.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überschneidungsbereiche (11) größer als der halbe Durchmesser der Einzelmischwerkzeuge sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ausführung der Homogenisierungslamellen (30) diese so angeordnet werden, dass der Überschneidungsbereich (11,12) zwischen den Drehachsen der beiden äußeren Mischwerkzeuge (71,72) zu liegen kommen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer wasserdichten Arbeitsfuge bei einer Wand aus Bodenmörtel vor einer Arbeitsunterbrechung die letzte Lamelle (63) im Grundriss um einen Winkel α aus der Wandebene (65) herausgeschwenkt wird und dass die im zeitlichen Abstand hergestellte Anschlusslamelle (62) unter einem Winkel β aus der Wandebene (65) herausgeschwenkt wird, wobei beide Lamellen auf die gleiche Wandseite zeigen, und dass die Anordnung der Lamellen so gewählt wird, dass sich ein Überschneidungsbereich (64) der beiden Lamellen ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Überschneidungsbereich (64) zwischen den Drehachsen der beiden äußeren Mischwerkzeuge (71,72) befindet.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel α, β zwischen 30° und 90° liegen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines wasserdichten Eckanschlusses zweier Wände aus Bodenmörtel die Anschlusslamelle (67) bei der Überschneidung der fertigen Wand (66) einen Überschneidungsbereich (64') bildet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Anschlusslamelle (67) so gewählt wird, dass noch ein Bereich (68) der fertigen Wand (66) bestehen bleibt, der von den Mischwerkzeugen nicht bearbeitet wird und dieser Überstand (68) zur Führung der Mischwerkzeuge dient.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Überschneidungsbereich (64') innerhalb der Drehachsen der beiden äußeren Mischwerkzeuge (71,72) liegt.